(57)【要約】【課題】  左目ディスプレイ用及び右目ディスプレイ用偏光板を不要とすると共に走査方向反転回路を不要とすることを目的とする。【解決手段】  観察窓１１の上部手前に上端部を固定し、この観察窓１１の下部奥に下端部を固定したハーフミラー１０と、このハーフミラー１０の後方に配した一方の目用画面を表示する第１の液晶表示装置１２Ｌと、このハーフミラー１０の下方に配した他方の目用画面を表示する第２の液晶表示装置１２Ｒとを有し、視軸１３がこの第１の液晶表示装置１２Ｌの画面の中心に垂直になるようにすると共にこの第２の液晶表示装置１２Ｒの中心軸がこの視軸１３とこのハーフミラー１０で重なるようにした立体表示装置において、この第１及び第２の液晶表示装置１２Ｌ及び１２Ｒとして同一の液晶表示装置を使用すると共に一方の液晶表示装置１２Ｒのバックライト３７ａを表裏反対側に設けたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察窓の上部手前に上端部を固定し、前記観察窓の下部奥に下端部を固定したハーフミラーと、
前記ハーフミラーの後方に配した一方の目用画面を表示する第１の液晶表示装置と、
前記ハーフミラーの下方に配した他方の目用画面を表示する第２の液晶表示装置とを有し、視軸が前記第１の液晶表示装置の画面の中心に垂直になるようにすると共に前記第２の液晶表示装置の中心軸が前記視軸と前記ハーフミラーで重なるようにした立体表示装置において、
前記第１及び第２の液晶表示装置として同一の液晶表示装置を使用すると共に一方の液晶表示装置のバックライトを表裏反対側に設けると共に前記一方の液晶表示装置の裏面側を表示側としたことを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の立体表示装置において、
前記第１及び第２の液晶表示装置の一方の偏光方向が水平方向で他方の偏光方向が垂直方向であることを特徴とする立体表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の両目の視差を利用した立体表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人間の両目の視差を利用した立体表示装置として特許文献１に記載のものが開示されている。この特許文献１に記載された立体表示装置を図５を参照して説明する。
【０００３】
図５において、１は被写体、２ａ及び２ｂは夫々左目及び右目の位置に設置された左目用及び右目用カメラ、３は右目用カメラ２ｂに接続された走査方向を反転する走査方向反転回路、４ａ及び４ｂは両者の表示面の位置関係が９０°をなし、且つその角を２等分する面（４５°面）に対し面対称な位置に配置された同サイズの左目用及び右目用ディスプレイであり、左目用ディスプレイ４ａは左目用カメラ２ａに接続され、右目用ディスプレイ４ｂは走査方向反転回路３に接続されている。
【０００４】
５ａ及び５ｂは夫々左目用及び右目用ディスプレイ４ａ及び４ｂの表示面の前面に、この表示面と平行に設置された左目ディスプレイ用及び右目ディスプレイ用偏光板であり、両者共に垂直方向に対し左４５°の偏光角度を有している。
【０００５】
６は透過率と反射率とが等しいハーフミラーであり、このハーフミラー６は偏光板５ａ及び５ｂの前方で、且つ両偏光板５ａ及び５ｂのなす角を２等分する面（４５°面）上に設置されている。
【０００６】
７ａ及び７ｂは観賞者８に備えつけられた左目及び右目用偏光板であり、左目用偏光板７ａは垂直方向に対し左４５°の偏光角度を有し、右目用偏光板７ｂは垂直方向に対し右４５°の偏光角度を有している。
【０００７】
この図４において、左目の位置で被写体１を撮像する左目用カメラ２ａは、その信号を左目用ディスプレイ４ａに送り、左目用ディスプレイ４ａはその映像を表示する。
【０００８】
一方右目の位置で、被写体１を撮像する右目用カメラ２ｂは、その信号を走査方向反転回路３に送り、この走査方向反転回路３は、その信号を右目用ディスプレイ４ｂに表示した際にその映像の左側と右側とが逆転するように信号処理し、その信号を右目用ディスプレイ４ｂに送り、この右目用ディスプレイ４ｂはその左右が逆転した映像を表示する。
【０００９】
左目用ディスプレイ４ａに表示された映像光は左目ディスプレイ用の左４５°偏光板５ａを通過することにより左４５°の直線偏光となり、ハーフミラー６を左４５°直線偏光の状態で通過する。
【００１０】
また、右目用ディスプレイ４ｂに表示された映像光は、右目ディスプレイ用左４５°偏光板５ｂを通過することにより左４５°直線偏光となり、ハーフミラー６で反射され右４５°直線偏光となる。
【００１１】
ここで、左目用ディスプレイ４ａの表示面と平行に左目及び右目用の偏光板７ａ及び７ｂを夫々左目及び右目前につけた観賞者８が、左目用ディスプレイ４ａの正面に一定以上の距離を隔てて立つとき、左目用ディスプレイ４ａから到来する左４５°直線偏光となった映像光は左目につけた左４５°偏光板７ａを通過し、左目に達する。
【００１２】
また右目用ディスプレイ４ｂから到来する右４５°直線偏光となった映像光は、右目につけた右４５°偏光板７ｂを通過し右目に達することにより両目の視差で観賞者８は立体感を体験することができる。
【特許文献１】特開昭６３−７０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
然しながら、特許文献１に記載の立体表示装置は、左目用及び右目用ディスプレイ４ａ及び４ｂの他に左目ディスプレイ用及び右目ディスプレイ用偏光板５ａ及び５ｂを必要とし、その分、部品点数が増大すると共に大型化する不都合がある。
【００１４】
また、この左目ディスプレイ用及び右目ディスプレイ用偏光板５ａ及び５ｂの分だけ映像光が暗くなる不都合があった。
【００１５】
また、特許文献１に記載の立体表示装置においては、被写体１を撮像する右目用カメラ２ｂよりの映像信号の走査方向を反転する走査方向反転回路３を必要とする不都合があった。
【００１６】
本発明は、斯る点に鑑み、左目ディスプレイ用偏光板及び右目ディスプレイ用偏光板を不要とすると共に走査方向反転回路を不要とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明立体表示装置は、観察窓の上部手前に上端部を固定し、この観察窓の下部奥に下端部を固定したハーフミラーと、このハーフミラーの後方に配した一方の目用画面を表示する第１の液晶表示装置と、このハーフミラーの下方に配した他方の目用画面を表示する第２の液晶表示装置とを有し、視軸がこの第１の液晶表示装置の画面の中心に垂直になるようにすると共にこの第２の液晶表示装置の中心軸がこの視軸とこのハーフミラーで重なるようにした立体表示装置において、この第１及び第２の液晶表示装置として同一の液晶表示装置を使用すると共に一方の液晶表示装置のバックライトを表裏反対側に設けたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ディスプレイである液晶表示装置の前面に偏光板を設けなくとも、第１及び第２の液晶表示装置よりの映像光は直線偏光されており、第１及び第２の液晶表示装置の前面に偏光板を設けなくとも立体画像を得ることができる。
【００１９】
従って本発明によれば左目ディスプレイ用及び右目ディスプレイ用偏光板を必要としないので、その分、部品点数を少なくできると共に小型化でき、またこの偏光板を設けないだけ映像光を明るくできる。
【００２０】
また本発明によれば、第１及び第２の液晶表示装置として同一の液晶表示装置を使用すると共に、一方の液晶表示装置のバックライトを表裏反対側に設けたので、一方の液晶表示装置の走査方向が反転し、走査方向反転回路が不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下図面を参照して、本発明立体表示装置を実施するための最良の形態の例につき説明する。
【００２２】
図１は本例の立体表示装置を全体として示す構成図で、図１において、１０は透過率と反射率とが等しい縦横比が例えば９：１６の四角形のハーフミラーを示し、このハーフミラー１０の上端部を観察窓１１の上部手前に固定すると共に、このハーフミラー１０の下端部をこの観察窓１１の下部奥に固定し、このハーフミラー１０が水平面に対し、前面方向に向かって４５度面を形成する如くする。
【００２３】
このハーフミラー１０の観察窓１１側とは反対側の後方に水平面に対して画面が垂直となる左目用画面を表示する偏光方向が垂直方向の透過型ツイストネマチック液晶パネル構造の液晶表示装置１２Ｌを固定する。この場合、この液晶表示装置１２Ｌの画面の縦横比を９：１６とすると共にこの画面の上側を観察窓１１の上側、この画面の下側をこの観察窓の下側に対応する如くする。
【００２４】
この透過型ツイストネマチック液晶パネル構造の液晶表示装置１２Ｌの構造例を図２Ａに示す。この図２Ａにつき説明するに、図２Ａにおいて３０ａ及び３０ｂは透明なガラス基板を示し、このガラス基板３０ａのガラス基板３０ｂに対向する面にカラーフィルタ３１を設ける。
【００２５】
このカラーフィルタ３１上及びガラス基板３０ｂのカラーフィルタ３１に対向する面にＩＴＯ等の透明電極３２ａ及び３２ｂを設けると共にこの透明電極３２ａ及び３２ｂ上に配向膜３３ａ及び３３ｂを設ける。本例においては、この配向膜３３ａの配向方向を垂直方向とすると共にこの配向膜３３ｂの配向方向を配向膜３３ａの配向方向と９０°異なる水平方向とする。
【００２６】
この配向膜３３ａ及び３３ｂ間にツイストネマチック液晶材料３４を封止する。この場合配向膜３３ａ及び３３ｂ間で図３に示す如く、液晶材料３４の液晶の直線偏光の偏光軸が９０°回転する。３５は封止材である。
【００２７】
またこのガラス基板３０ａ及び３０ｂの夫々の対向しない側の面に偏光板３６ａ及び３６ｂを設ける。この場合本例においては偏光板３６ａの偏光方向を垂直方向とすると共に偏光板３６ｂの偏光方向を水平方向とする。
【００２８】
この偏光板３６ｂのガラス基板３０ｂに接しない側にバックライト３７を設け、このバックライト３７よりの光を液晶材料３４によりスイッチングするようにする。本例においては透明電極３２ａ及び３２ｂ間に電界を掛けないときはバックライト３７よりの光を通過し、電界を掛けたときはこの光を遮断する。この場合、この液晶表示装置１２Ｌは偏光板３６ａ側より観察する。
この液晶表示装置１２Ｌは、一般に市販されている液晶表示装置であり、この市販されている液晶表示装置を本例の液晶表示装置１２Ｌにそのまま使用することができる。
【００２９】
また本例においては、図１に示す如く、このハーフミラー１０の下側に、水平面に対し画面が水平となる右目用画面を表示する偏光方向が水平方向の透過型ツイストネマチック液晶パネル構造の液晶表示装置１２Ｒを固定する。この場合、この液晶表示装置１２Ｒの画面の縦横比を９：１６とすると共に、この画面の上側が観察窓１１の手前側、この画面の下側が観察窓１１の奥側に位置する如くする。
【００３０】
この透過型ツイストネマチック液晶パネル構造の液晶表示装置１２Ｒの構造例を図２Ｂに示す。この図２Ｂにつき説明するに、図２Ａと対応する部分には同一符号を付して示し、その詳細説明は省略する。
【００３１】
この図２Ｂに示す液晶表示装置１２Ｒは、図２Ａに示す液晶表示装置１２Ｌと同一の液晶表示装置を使用すると共に、この図２Ａに示す液晶表示装置１２Ｌのバックライト３７を除去し、バックライト３７ａを表裏反対側の偏光板３６ａのガラス基板３０ａに接しない側に設け、このバックライト３７ａよりの光を液晶材料３４によりスイッチングするようにする。その他は図２Ａと同様に構成する。この場合偏光板３６ａ及び３６ｂの偏光方向は９０°異なっている。この場合、この液晶表示装置１２Ｒは偏光板３６ｂ側より観察するようにする。
【００３２】
この場合、液晶表示装置１２Ｒの映像信号の走査方向は液晶表示装置１２Ｌの映像信号の走査方向と反転したものとなる。
【００３３】
また本例においては観察窓１１における視軸１３が左目用画面を表示する液晶表示装置１２Ｌの画面の中心に垂直になるようにすると共に、右目用画面を表示する液晶表示装置１２Ｒの画面の中心がこの視軸１３とこのハーフミラー１０上で重なるようにする。
【００３４】
また本例においてはこの立体表示装置の筐体の内面を暗色でつや消し塗装する如くする。
【００３５】
次に、図４を参照して、本例の液晶表示装置１２Ｌ及び１２Ｒに供給する映像信号につき説明する。図４Ａにおいて、２０は被写体、２１Ｌ及び２１Ｒは夫々左目及び右目の位置例えば水平に７ｃｍ離して設置されたデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の左目用及び右目用カメラである。
【００３６】
この左目用カメラ２１Ｌで撮像した映像信号を映像増幅回路２２Ｌを介して左目用液晶表示装置１２Ｌに供給し、右目カメラ２１Ｒで撮像した映像信号を映像増幅回路２２Ｒを介して右目用の液晶表示装置１２Ｒに供給する。
【００３７】
また図４Ｂに示す如く、左目用カメラ２１Ｌ及び右目用カメラ２１Ｒで夫々撮像した映像信号をメモリーカード、光学ディスク等の記録媒体２４Ｌ及び２４Ｒに記録し、この記録媒体２４Ｌ及び２４Ｒに記録した映像信号を再生し、この記録媒体２４Ｌより再生した映像信号を映像増幅回路２２Ｌを介して左目用の液晶表示装置１２Ｌに供給し、この記録媒体２４Ｒより再生した映像信号を映像増幅回路２２Ｒを介して右目用の液晶表示装置１２Ｒに供給するようにしても良い。
【００３８】
図１において、１５は観察者が掛ける偏光メガネであり、１５Ｌ及び１５Ｒは左目用及び右目用偏光板であり、左目用偏光板１５Ｌは垂直方向の偏光角度を有し、右目用偏光板１５Ｒは水平方向の偏光角度を有する如くする。
【００３９】
次に本例の動作につき説明する。左目の位置で被写体２０を撮像する左目用カメラ２１Ｌよりの左目用の映像信号を左目用の液晶表示装置１２Ｌに供給し、この左目用の映像信号を左目用液晶表示装置１２Ｌで表示する。
【００４０】
一方右目の位置で被写体２０を撮像した右目用カメラ２１Ｒよりの右目用の映像信号を右目用の液晶表示装置１２Ｒに供給し、この右目用液晶表示装置１２Ｒはその左右が反転した映像を表示する。
【００４１】
この場合、左目用液晶表示装置１２Ｌより映像光は垂直方向の直線偏光であり、ハーフミラー１０を垂直方向偏光の状態で通過し、また右目用液晶表示装置１２Ｒよりの映像光は水平方向直線偏光であるがハーフミラー１０で反射され映像光の左右が反転された水平方向直線偏光となる。
【００４２】
ここで左目用及び右目用偏光板１５Ｌ及び１５Ｒをつけて観察者が観察窓１１を観察したときは、左目用液晶表示装置１２Ｌから到来する垂直直線偏光の映像光は、左目につけた垂直方向偏光板１５Ｌを通過して左目に達し、一方右目用液晶表示装置１２Ｒから到来する水平方向直線偏光の映像光は、右目につけた水平方向偏光板１５Ｒを通過し右目に達することにより、両目の視差で観察者が立体感を体験することができる。
【００４３】
斯る本例によれば、ディスプレイである液晶表示装置１２Ｌ，１２Ｒの前面に特別に偏光板を設けなくとも、左目用及び右目用の液晶表示装置１２Ｌ及び１２Ｒよりの映像光は直線偏光されており、立体画像を得ることができる。
【００４４】
従って本例によれば左目ディスプレイ用及び右目ディスプレイ用偏光板を必要としないので、その分、部品点数を少なくできると共に小型化でき、またこの偏光板を設けないだけ映像光を明るくできる。
【００４５】
本例において左目用及び右目用液晶表示装置１２Ｌ及び１２Ｒの一方の右目用液晶表示装置１２Ｒのバックライト３７ａを表裏反対側の、偏光板３６ｂ側を表示面とし、バックライト３７ａを偏光板３６ａのガラス基板３０ａ側と反対側に設けるようにしたので、走査方向が反転し、走査方向反転回路が不要となる利益がある。
【００４６】
また、本例によれば視軸１３を左目用及び右目用液晶表示装置１２Ｌ及び１２Ｒの画面の中心に合致する如くしたので、目の疲労が少なくなる利益がある。
【００４７】
尚上述例では、液晶表示装置１２Ｌの偏光方向を垂直方向とし、液晶表示装置１２Ｒの偏光方向を水平方向としたが、この逆であっても良いし、この一方の偏光方向が決まれば他方の偏光方向が決まるので、この一方の偏光方向は左４５°、右４５°等何度あってもよい。この場合偏光板３６ａ及び３６ｂは偏光方向が９０°異なっているので上述例同様に構成できる。
【００４８】
また、本発明は上述例に限ることなく、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明立体表示装置を実施するための最良の形態の例を示す構成図である。
【図２】液晶表示装置の例を示す断面図である。
【図３】液晶表示装置の説明に供する線図である。
【図４】液晶表示装置に供給する映像信号を得る例を示す構成図である。
【図５】従来の立体表示装置の例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０‥‥ハーフミラー、１１‥‥観察窓、１２Ｌ，１２Ｒ‥‥液晶表示装置、１３‥‥視軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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